基于dSPACE_MATLAB_Simulink平台的实时仿真技术研究.pdf

2005年10月系统仿真技术Oct.,2005
第1卷第3期SystemSimulationTechnologyVol.1,No.3

中图分类号：TP39文献标识码：A

基于dSPACE/MATLAB/Simulink平台
的实时仿真技术研究

雷叶红1,2，张记华2，张春明2

（1华中科技大学，武汉，430074，2上海精密仪器研究所，上海，200233）

摘要：本文以某飞行器侧向通道稳定控制系统为例，基于dSPACE标准组件和MATLAB/Simulink软件环
境，建立了控制系统的半实物仿真平台并进行了半实物仿真。结果表明这种基于dSPACE的仿真系统具有构建便
捷、高效和精度高等优点，尤其适用于数字控制系统。
关键词：MATLAB/Simulink；dSPACE；仿真平台；控制系统；半实物仿真

AReal-TimeSystemSimulationPlatform
BasedondSPACE/MATLAB/Simulink

LEIYehong1,2，ZHANGJihua2，ZHANGChunming2
（1HuazhongUniversityofScience&Technology,Wuhan,430074,China,
2ShanghaiInstituteofPrecisionInstruments,Shanghai,200233,China）

Abstract:AsimulationplatformbasedondSPACEcomponentsandMATLAB/Simulinkisestablished.The
platformsystemisappliedinahardware-in-the-loopsimulationofalateralchannelflightcontrolsystem.Theresults
illustratethatthedSPACEreal-timeplatformisconvenient,efficientandaccurate,especiallysuitablefordigitalcontrol
system.
Keywords:MATLAB/Simulink；dSPACE；simulationplatform；controlsystem；hardware-in-the-loopsimulation

Simulink的控制系统实时环境开发和测试平台[1]，
1引言有多种标准CPU、A/D、D/A板，能够方便地构建
实时仿真系统。本文针对数字式控制系统，基于
随着计算机技术和仿真技术的高速发展，实时dSPACE标准组件和MATLAB/Simulink软件环境，
仿真逐渐成为各种控制系统设计的重要手段。借助建立控制系统的仿真平台。用dSPACE标准组件系
于先进仿真技术不但能大大减轻设计人员的工作统作为仿真计算机，模拟被控对象的实时动态特
量，而且能缩短研发周期，减少研发的经费，因此性；用dSPACE标准CPU模板作为控制用快速原
高效便捷、高精度、高可靠仿真技术的研究越来越型机，使数字控制能快速便捷地构建起来，以验证
受到人们的重视。各种控制算法，并通过半实物仿真验证控制系统的
德国dSPACE公司提供的基于MATLAB/动态性能。
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以及实时动画软件RealMotion等实现试验过程控
2仿真平台
制和参数测量。该软件环境可以方便地实现代码生
成、下载和试验调试等工作[2]。
2.1组成
2.3仿真计算机
半实物仿真平台主要由主控计算机、仿真计算
机、控制计算机（原型机）、A/D接口、D/A接口用dSPACE标准组件系统DS1005PPC处理器
及相关能源设备、记录设备等组成，如图1所示。板作为仿真计算机，用以模拟被控对象。
其中被控对象采用数学仿真，由dSPACE仿真计算DS1005PPC处理器与主控机之间用光缆连接交换
机通过软件实现；控制计算机用仿真实物实现，即数据。
用dSPACE标准组件作为控制计算机的快速原型DS1005PPC板主频480MHz；片内数据和指令
机，实现控制计算机功能；仿真计算机通过A/D、缓存均为32KwordS；通过32位PHS总线可管理
D/A等输入输出口与控制系统实物相互，实现数字16块I/O板，通过ISA总线与主机进行数据交换，
控制器与外界设备的信息交换。输入和输出信息分并具有相当强的计算能力。由于PHS总线是专门为
别从转接口和dSPACE引出，通过记录仪进行记录。实时应用设计，所以它不存在其他外部传输协议的

总线所存在的内含软件问题。
控制原型机
主控计算机记录设备
DS1103
2.4控制原型机

Matlab/simulink
A/D在数字控制系统的控制计算机实物研制完成
DS2